喷油器

喷油器是精密部件,它通过锁销固定在高压油轨上,然后安装在气缸盖上,相应的部位由密封圈进行密封,防止漏油或漏气。目前,国六缸内直喷发动机基本上采用多孔式喷油器,以形成更好的喷射角度和雾化效果。喷油器的喷孔具体有几个,与品牌及发动机型号有关,比较常见的是五孔喷油器和六孔喷油器。
喷油器的结构特点如图3-38所示。
需要说明的是,缸内直喷发动机的喷油器与歧管喷射发动机的喷油器是两种不同类型的喷油器,缸内直喷发动机的喷油器是电流驱动型喷油器,由发动机控制模块提供脉宽调制电流进行控制,其电阻较小,通常为2左右。歧管喷射发动机的喷油器是电压驱动型喷油器,由主继电器提供蓄电池电压进行控制,其电阻较大,通常为16Ω左右。
缸内直喷发动机的喷油器电路如图3-39所示。
缸内直喷发动机的喷油器电路控制方式与溢流电磁阀类似,都采用脉宽调制电流进行控制,而且也是高边驱动和低边回路协同进行控制。不同的是,由于高压燃油的燃油压力非常高,喷油器内部的电磁线圈需要在极短时间内产生足够电磁力,否则阀芯无法迅速开启或关闭，因此喷油器采用比较特殊的峰保电流脉宽调制方式，其控制原理是:在通电开始期间，
发动机控制模块为电磁线圈提供较大的电流(峰值电流)，使喷油器内部的电磁阀线圈产生
足够的电磁力，迅速使针阀打开并能够保持在开启状态，当针阀开启后则不需要大电流，此
时发动机控制模块采用较小的电流(保持电流)对喷油器进行控制，以控制喷油器的喷油脉
宽，即喷油量。
这种控制方式类似于起动机磁力开关的吸拉线圈和保持线圈，当磁力开关没有吸合时，
吸拉线圈和保持线圈都通电，以产生较大的电磁力来推动衔铁;当磁力开关吸合时，吸拉线
圈断电，衔铁只利用保持线圈的电磁力便可保持在吸合位置。

缸内直喷发动机的喷油器工作电流控制原理如图3-40所示。 如图3-40所示,峰值电流由激励电流与吸合电流两部分组成,用于迅速打开并保持针阀的开启状态,保持电流用于维持针阀开启的状态,其通电时长相当于喷油脉宽。具体的工作电流控制原理说明如下。 (1)升压阶段:利用高压驱动器快速增加电流,以迅速增加喷油器电枢(电磁线圈)的电磁力。 (2)快速钳位:利用高压负极驱动回路,使电流快速达到设定标准,迅速降低喷油器电枢磁力。 (3)激励电流:产生足够高的电流使针阀迅速开启,同时也尽可能降低电源消耗。 (4)吸合电流:在电枢通电时期确保针阀能够保持足够的开启时间。 (5)保持电流:维持针阀处于开启状态。 (6)吸合阶段长度:激励电流与吸合电流的时长,可保证足够长的喷油器针阀开启时间,同时使电枢保持稳定。 使用示波器测量喷油器的高边回路和低边回路的电信号波形,可以进一步理解喷油器的电路控制特点,如图3-41所示。
如图3-41所示,示波器界面显示两个电信号波形,其中上部的波形是高边回路电信号波形,峰值电流的峰值电压通常为65V左右,保持电流的峰值电压通常为蓄电池电压。下部的波形是低边回路电信号波形,可以看到当高边回路电流断电瞬间,低边回路会相应产生反向电动势,以消除残留电荷,为下个周期通电提供必要的条件。
此外,通过对比各缸喷油器的电信号相位,可以进一步了解发动机控制模块的喷油器驱动方式。目前许多品牌的四缸机,4个喷油器采用分组驱动方式,即一缸与四缸的喷油器共用一个驱动器(集成在发动机控制模块内部),二缸与三缸的喷油器共用一个驱动器(集成在发动机控制模块内部),驱动特点是每个驱动器同时为两个喷油器提供高边驱动电压,低边回路则分别进行接地控制。这种控制方式如同早期发动机的双点火系统,一缸与四缸共用个点火线圈,二缸与三缸共用一个点火线圈。
发动机控制模块的喷油器驱动方式如图3-42所示。